Zagadka „puszystej” planety rozwiązana. Już wiadomo, dlaczego wygląda, jakby była zrobiona z waty cukrowej
Bardzo duża, jednak o wyjątkowo małej gęstości – to planeta pozasłoneczna WASP-107b. Naukowcy długo zastanawiali się, jak taki glob mógł powstać. Aż do teraz. W dwóch artykułach w prestiżowym czasopiśmie „Nature” donoszą, że zagadka „puszystej” planety została rozwiązana.
W tym artykule:
Na razie znamy ponad 5 tys. planet pozasłonecznych. Jedną z najlżejszych jest glob oznaczony jako WASP-107b. Znajduje się 200 lat świetlnych od Ziemi, w konstelacji Panny. Został odkryty w 2017 r.
I od razu wzbudził duże zainteresowanie naukowców. Dlaczego? Z powodu rozmiarów. Jest niemal tak duży jak Jowisz. Jednak jego masa to mniej niż jedna dziesiąta masy tego gazowego olbrzyma. Albo – w innym ujęciu – wynosi 30 razy tyle, ile masa Ziemi. Mniej więcej podobną masę ma znacznie mniejszy od Jowisza Neptun.
Ogromne rozmiary i niewielka masa oznaczają, że WASP-107b ma małą gęstość. Tak małą, że naukowcy zaczęli ją nazywać „puszystą” planetą albo planetą z waty cukrowej. Pojawiło się też porównanie do podgrzanego w mikrofalówce marshmallowa. Ponieważ WASP-107b jest bardzo gorąca, zaczęto również mówić o planecie typu „gorący Neptun”.
Planeta typu gorący Neptun?
Kłopot polega na tym, że choć planet pozasłonecznych i niezbyt gęstych znamy sporo, to „puszysta” i jednocześnie bardzo duża planeta jest tylko jedna. To właśnie WASP-107b.
– Biorąc pod uwagę masę, promień, wiek i zakładaną temperaturę, podejrzewaliśmy, że WASP-107b ma bardzo małe, skaliste jądro otoczone ogromnymi ilościami wodoru i helu – wyjaśnia Luis Welbanks z Arizona State University, główny autor pierwszego artykułu z „Nature”. – Jednak trudno było zrozumieć, jak tak małe jądro mogło przyciągnąć tak dużo gazu, a następnie powstrzymać się od pełnego przekształcenia się w planetę o masie Jowisza – dodaje badacz.
Z kolei jeśli więcej masy planety przypadałoby na jądro, z biegiem czasu i w miarę ochładzania jej atmosfera powinna się skurczyć. Bez źródła ciepła rozprężającego gaz planeta byłaby znacznie mniejsza. Co prawda WASP-107b krąży bardzo blisko gwiazdy – w jednej siódmej odległości Merkurego od Słońca – jednak nie otrzymuje z niej wystarczająco dużo energii, żeby się aż tak „nadąć”.
Najgorętsza planeta kosmosu. W jej chmurach odkryto bardzo rzadki pierwiastek
W atmosferze egzoplanety KELT-9b naukowcy wykryli terb, pierwiastek należący do lantanowców. Po raz pierwszy udało się go znaleźć na innej planecie niż Ziemia. Na Ziemi występuje rzadko i ...
Źródło ciepła na egzoplanecie
Rozwiązaniem zagadki okazał się metan. A raczej jego brak. W atmosferze WASP-107b metanu jest niezwykle mało – zaledwie jedna tysięczna ilości, jakiej spodziewali się badacze, biorąc pod uwagę zakładaną temperaturę planety.
– To dowód, że gorący gaz z głębi planety musi energicznie mieszać się z chłodniejszymi warstwami położonymi wyżej – mówi David Sing z Johns Hopkins University, główny autor drugiej pracy zamieszczonej w „Nature”. – Metan jest niestabilny w wysokich temperaturach. Fakt, że znaleźliśmy go tak niewiele, mimo że wykryliśmy inne molekuły węgla, wskazuje, że wnętrze planety musi być znacznie gorętsze, niż nam się wydawało – dodaje badacz.
Co miałoby je ogrzewać? Siły pływowe. WASP-107b nie okrąża gwiazdy po idealnie okrągłej orbicie. Orbita globu jest nieco wydłużona, co sprawia, że w miarę wirowania na różne części planety oddziałuje siła grawitacji o różnej wartości. W rezultacie planeta nieznacznie się rozciąga i nagrzewa.
Naukowcy podejrzewali już wcześniej, że na WASP-107b działa właśnie taki mechanizm. Jednak dopiero najnowsze obserwacje prowadzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba – które stały się podstawą obu artykułów naukowych – ostatecznie rozwiązały zagadkę „puszystości” dziwnego globu. Nawiasem mówiąc, w zeszłym roku, również dzięki obserwacjom z Webba, wykazano, że na WASP-107b padają deszcze piasku.
Całkiem spore jądro puszystej planety
Najnowsze obserwacje pozwoliły też pośrednio oszacować masę jądra WASP-107b. Jest ono dwa raz bardziej masywne, niż wcześniej przypuszczano. Co w sumie sprawia, że planeta nie jest już aż tak bardzo nietypowa, na jaką wcześniej wyglądała.
– Dane Webba wskazują, że planety takie jak WASP-107 b nie musiały powstawać w jakiś dziwny sposób, z bardzo małym jądrem i ogromną otoczką gazową – wyjaśnia Mike Line z ASU. – Zamiast tego możemy wziąć coś bardziej przypominającego Neptuna, z dużą ilością skał i mniejszą ilością gazu, zwiększyć temperaturę i wtedy planeta będzie wyglądała tak, jak wygląda [WASP-107b – przyp.red.] – dodaje badacz.